Большая разница: секвенирование генома / секвенирование экзома

Чуть-чуть теории, чтобы понять о чем речь далее :)

секвенирование экзома

Человек состоит из систем органов, которые, в свою очередь, состоят из органов, а те из из тканей. Ткани состоят из клеток. В клетках есть хромосомы, в хромосомах находится ДНК.

ДНК состоит из цепочки нуклеотидов (букв). Буквы бывают 4 типов: A, T, G, C. В последовательности букв закодирована вся наследственная информация. Все буквы по порядку - это геном.

Геном первого человека расшифрован в 2003 году, он называется референсный геном. Все геномы ныне живущих людей на 99% похожи на референсный по последовательности букв, т.е. их можно записать друг под другом, и почти все буквы будут совпадать. Такое написание - выравнивание.

Отличие одной буквы генома в конкретном месте выравнивания от референсного называется заменой. Если в геноме человека одна или несколько букв теряются в конкретном месте выравнивании - это делеция. Если наоборот вставляются - инсерция. Если такое отличие есть у многих людей, оно называется - полиморфизм. Если у малого числа - мутация.

Некоторые участки генома называются - гены, если в них закодирована наследственная информация о конкретном белке.

Белки - вещества, выполняющие определенные функции в клетках: защитную, строительную и пр. Полиморфизмы и мутации в генах могут приводить к изменению белков и их функций.

Полиморфизмы и мутации в генах могут приводить к нарушать синтез белков и их функций, а следовательно и вызывать нарушения в работе организма. Секвенирование генома необходимо для выявления таких изменений.

В чем отличие секвенирования генома от секвенирования экзома?

Как мы отметили, секвенирование генома необходимо для выявления мутаций в ДНК. Однако, достаточно долго секвенирование> генома стоило астрономических денег, и его не каждый долларовый миллионер готов был себе позволить. Сейчас технология настолько подешевела, что секвенирование генома доступно каждому человеку.

Технологии в этой области настолько быстро развиваются, что за ними не успевают ни профессиональные молекулярные биологи, ни врачи генетики, поэтому мы часто слышим от коллег, что секвенирование генома слишком дорого - они предлагают своими клиентам урезанный вариант исследования - секвенирование экзома. Секвенирование экзома дает в 10 раз меньше информации, чем секвенирование генома и не дает представления о многих типах мутаций - например, о делеции протяженных кусков генов. Посмотрите на картинку с серенькими полосочками:

секвенирование генома

Картинка состоит их 4х строк:

  1. схематическое изображение хромосомы №14 человека в виде полосочки
  2. секвенирование генома одного человека
  3. секвенирование генома второго человека
  4. секвенирование экзома второго человека (того же)
  5. схематическое изображение гена, который называется NEMF и распологается в том участке, который мы рассматриваем.

Приглядитесь - можно увидеть, что данные секвенирования экзома ("серые полосочки") нарисованы только сверху толстых синеньких прямоугольников гена NEMF. Так и должно быть - в этой технологии "секвенирование экзома" ученые выкидывают большую часть данных.

Выкидывание данных при секвенировании экзома в нашем случае, изображенном на картинке, ведет к тому что серьезная мутация - потеря куска гена не детектируется на секвенировании экзома. Мутация видна невооруженным глазом на данных секвенирования генома в середине картинки - две длинных красных линии, заканчивающихся толстыми прямоугольниками.

Секвенирование экзома - это устаревшая технология, которая уступила место значительно подешевевшему секвенированию генома. В настоящий момент нет ни одного случая, когда применение секвенирования экзома вместо секвенирования генома могло бы быть оправданно.

делеция, инсерция, тандемная дупликация

Секвенирование генома - единственная технология, которая позволяет одновременно смотреть короткие изменения в ДНК и длинные. На картинке выше представлен демонстрационный результат секвенирования генома, в котором 1 ген серьезно поврежден для наглядности сразу 6 мутациями, которые "ловятся" с помощью секвенирования генома, но половина из них не ловятся с помощью секвенирования экзома или панелей генов. А именно:

  1. Гетерозиготная делеция - хорошо распознается на геноме (может быть поймана на экзоме тоже)
  2. Гомозиготная делеция - "ловится" на геноме и на экзоме
  3. Гетерозиготная инверсия - распознается только на секвенировании генома
  4. Гомозиготная инверсия - распознается только на секвенировании генома
  5. Гетерозиготная тандемная дупликация - распознается только на секвенировании генома
  6. Гомозиготная тандемная дупликация - хорошо распознается на геноме (может быть поймана на экзоме тоже)
Секвенирование генома дает на порядок больше информации, чем секвенирование экзома. В настоящее время имеет смысл делать только секвенирование генома, которое дает исчерпывающее представление о генетике человека.

Заказать

...

Поделиться с друзьями